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目的:
建立动物与细胞的短期禁食(STS)模型，探讨短期禁食对60Co-γ射线照射损伤的拮抗作用及机制，分析短期禁食对正常细胞和肿瘤细胞的差异抵抗力(DSR)。
方法:
1、短期禁食对动物放射线损伤保护作用的初步研究:(1)建立动物照射损伤模型:32只ICR小鼠随机分为4组，包括对照组、12h禁食组、48h禁食组、72h禁食组，每组8只，雌雄各半。禁食结束后均给予7.5Gy60Co-γ射线(剂量率为2.5Gy/min)一次性全身照射，照射后恢复给食，持续观察3周，记录各组小鼠的一般状况、体重变化、食物消耗量及死亡情况。(2)18只雌性ICR小鼠随机分为3组，包括对照组、0h禁食照射组、72h禁食照射组，不同禁食时间组ICR小鼠禁食后同时给予7.5Gy60Co-γ射线(剂量率为2.5Gy/min)一次性全身照射，照射后各组恢复给食。于照射后24h称量脏器重量，测定外周血白细胞数(WBC)，并检测分析活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、总抗氧化能力(T-AOC)以及内源性氮氧化物合酶(eNOS)等指标。
2、葡萄糖限制对正常细胞V79与肿瘤细胞A54960Co-γ射线照射损伤产生差异作用及机制研究:(1)建立细胞照射损伤模型:将V79和A549细胞分成对照组(0Gy照射组)、8Gy照射组、10Gy照射组和12Gy照射组，共4组，分别给予0、8、10、12Gy60Co-γ射线(剂量率为0.5Gy/min)，选择最佳照射剂量。(2)建立细胞短期禁食模型:通过培养基中葡萄糖浓度与血清浓度的变化将V79和A549细胞分为9组，包括:3.0g/l高糖+10％血清组、1.0g/l正常糖+10％血清组、0.5g/l低糖+10％血清组、3.0g/l高糖+5％血清组、1.0g/l正常糖+5％血清组、0.5g/l低糖+5％血清组、3.0g/l高糖+1％血清组、1.0g/l正常糖+1％血清组与0.5g/l低糖+1％血清组。采用CCK-8法测定V79与A549细胞于60Co-γ射线照射前后的细胞增殖率，运用SAS软件对葡萄糖浓度、血清含量与60Co-γ射线照射量三种因素进行交互作用分析，筛选最佳的细胞短期禁食(STS)模型。(3)V79与A549细胞差异抵抗力的研究:将V79和A549细胞各组细胞进行短期禁食后，给予60Co-γ射线最佳剂量的照射，比较两种细胞的一般生物学状况（生长状况、细胞周期和凋亡率等），抗氧化能力(ROS、SOD、MDA)以及线粒体膜电位(MMP)。
结果:
1、(1)动物模型的建立:60Co-γ射线照射后ICR小鼠均出现兴奋反应，48h、72h禁食组小鼠很快恢复正常，而0h、12h禁食组小鼠出现兴奋反应后出现不同的毒性症状直至死亡。0h、12h、48h、72h禁食组小鼠存活率分别为0、0、12.5％、50％。(2)60Co-γ射线照射后，72h禁食组小鼠ROS生成量明显低于0h禁食组，而eNOS活性明显高于0h禁食组。72h禁食组小鼠SOD、T-AOC活性明显低于0h禁食组。MDA含量各组间无明显差异。
2、(1)60Co-γ射线照射后，照射剂量与细胞增殖率有一定的相关性，当照射剂量为12Gy时，V79与A549细胞的存活率分别为70％与50％。在这个剂量下两种细胞的毒性作用和差异抵抗力可能会产生。(2)由于血清限制因素与照射因素之间存在交互作用，因此选择葡萄糖限制作为细胞短期禁食(STS)的处理因素。(3)60Co-γ射线照射后，V79细胞高糖、正常糖、低糖组细胞增殖率降低程度分别为46％、23％、1％，A549细胞，高糖、正常糖、低糖组细胞增殖率降低程度分别约为37％、50％、48％;与正常糖与高糖组比较，V79细胞低糖组细胞凋亡率显著性降低(P＜0.05)，而A549细胞各组之间无显著性差异;V79细胞高糖组S期明显延长，G0/G1、G2/M期明显缩短，正常糖组S期较于高糖组明显缩短，G0/G1明显延长，低糖组S期所占比例基本恢复正常，并且G2/M期较高糖、正常糖组明显延长(P＜0.05)。较于正常组，A549细胞高糖、正常糖、低糖组G0/G1期均显著性缩短，S期均显著性延长，但各组之间无差异;与正常糖与高糖组比较，V79细胞低糖组ROS生成量显著性降低，SOD活性显著性升高(P＜0.05)，而A549细胞ROS生成量显著性升高，SOD活性显著性降低(P＜0.05);V79细胞高糖、正常糖与低糖组之间差异无统计学意义(P＞0.05)，A549细胞低糖组较高糖、正常糖组MMP显著性降低(P＜0.05)。
结论:
1.短期禁食具有抵抗60Co-γ射线对小鼠放射性损伤的作用，且在72h期限内，禁食时间越长，其抵抗作用更加明显。
2.在照射前进行葡萄糖限制处理，可以使正常细胞V79与肿瘤细胞A549产生差异抵抗力(DSR)。低糖环境使V79细胞比A549细胞更加能够抵抗照射损伤。
3.DSR可能是通过细胞周期阻滞、细胞凋亡改变、提高抗氧化能力、影响线粒体膜电位等机制来产生。